鋅錳乾電池

鋅錳乾電池是最常見的化學電源。乾電池的外殼（鋅）是負極，中間的碳棒是正極，在碳棒的周圍是細密的石墨和去極化劑MnO2的混合物，在混合物周圍再裝入以NH4Cl溶液浸潤的ZnCl2，NH4Cl和澱粉或其他填充物（製成糊狀物）。為了避免水的蒸發，乾電池用蠟封好。

酸性鋅錳乾電池是以鋅筒作為負極，並經汞齊化處理，使表面性質更為均勻，以減少鋅的腐蝕，提高電池的儲藏性能，正極材料是由二氧化錳粉、氯化銨及碳黑組成的一個混合糊狀物。正極材料中間插入一根炭棒，作為引出電流的導體。在正極和負極之間有一層增強的隔離紙，該紙浸透了含有氯化銨和氯化鋅的電解質溶液，金屬鋅的上部被密封。這種電池是19世紀60年代法國的勒克蘭謝(Leclanche)發明的，故又稱為勒克蘭謝電池或炭鋅乾電池，可表示為:

(-)Zn|NH4Cl(20%)ZnCl2|MnO2，C(+)

儘管這種電池的歷史悠久，但對它的電化學過程尚未完全了解，通常認為放電時，電池中的反應如下：正極為陰極，錳由四價還原為三價

2MnO2+2H2O+2e→2MnOOH+2OHˉ

負極為陽極，鋅氧化為二價鋅離子:

Zn+2NH4Cl→Zn(NH3)2Cl2+2H+2eˉ

總的電池反應為:

2MnO2+Zn+2NH4Cl→2MnOOH+Zn(NH3)2Cl2

實踐經驗表明，該電池的電流-電壓特性和二氧化錳的來源有關，也直接地依賴於錳的氧化價態、晶粒的大小及水化程度等。目前已全部以ZnCl2電解液代替NH4Cl，充分說明Zn與Cl配合[ZnCl4]，而不必有NH4存在，放電前pH=5，放電后pH上升到pH=7為中性。

該電池的特點:(1)開路電壓為1.55V~1.70V;(2)原材料豐富，價格低廉;(3)型號多樣1號~5號;(4)攜帶方便，適用於間歇式放電場合。缺點是：在使用過程中電壓不斷下降，不能提供穩定電壓，且放電功率低，比能量小，低溫性能差，在-20℃即不能工作。在高寒地區只可使用鹼性鋅錳乾電池。

鹼性鋅錳電池簡稱鹼錳電池，它是在1882年研製成功，1912年就已開發，到了1949年才投產問世。人們發現，當用KOH電解質溶液代替NH4Cl做電解質時，無論是電解質還是結構上都有較大變化，電池的比能量和放電電流都能得到顯著的提高。它的電池表達式為:

(-)Zn︱KOH，K2[Zn(OH)4]︱MnO2，C(+)

它的電極反應如下:

正極為陰極反應:

MnO2+H2O+eˉ→MnO(OH)+OHˉ

MnO(OH)在鹼性溶液中有一定的溶解度

MnO(OH)+H2O+OHˉ→Mn(OH)4

Mn(OH)4+2eˉ→Mn(OH)4

負極為陽極反應:

Zn+2OHˉ→Zn(OH)2+2eˉ

Zn(OH)2+2OHˉ→Zn(OH)4

總的電池反應為:

Zn+MnO2+2H2O+4OHˉ→Mn(OH)42ˉ+Zn(OH)4

由於正極為陰極反應不全是固相反應，負極為陽極反應是可溶性的Zn(OH)4ˉ，故內阻小，放電后電壓恢復能力強。鹼性鋅錳電池採用了高純度、高活性的正、負極材料，以及離子導電性強的鹼作為電解質，使電化學反應面積成倍增長。它的特點:(1)開路電壓為1.5V;(2)工作溫度範圍寬在-20℃~60℃之間，適於高寒地區使用;(3)大電流連續放電其容量是酸性鋅錳電池的5倍左右;(4)它的低溫放電性能也很好。

我國目前主要生產酸性鋅錳電池、鹼性鋅錳電池，前者如大公、牡丹、中華、天鵝、555，後者如南孚、雙鹿、白象等。

僅根據1995年統計資料表明，全世界乾電池總產量為250億隻，其中鹼錳電池為70億隻。5年來，美國、歐洲和日本的鹼錳電池年增長率超過12%，美、歐、日國內鹼錳電池所佔市場比例分別為72%、52%和29%。我國鹼錳電也總產量近3億隻，僅占乾電池總產量的3%，預計5年內將提高到10%~15%。從目前發展現況來看，"南孚"、"雙鹿"、"白象"等品牌已達到國際標準，生產速率最高200隻/min，美國、日本已達300隻/min以上。

鹼性鋅錳乾電池(簡稱為鹼錳電池)在結構上採用與普通鋅錳電池相反的電極結構，增大了正負極間的相對面積，採用高導電性的鹼性電解液，正負極採用高能電極材料，所以，鹼錳電池的容量和放電時間是同等型號普通電池的3～7倍，低溫性能兩者差距更大，鹼錳電池更耐低溫，而且更適合於大電流放電和要求工作電壓比較穩定的用電場合。

555牌一次鹼性鋅錳電池獲得“中國名牌產品”和國家出口免檢產品稱號，產品具有以下優點：

a、不含汞和鎘，對環境友好；

b、採用超薄鋼殼技術增加電池內部容量，從而增加電池放電容量；

c、採用錳環二次復壓以及鋼殼內壁塗碳技術，降低電池內阻，提高電池大電流放電性能；

d、採用超細纖維高緻密性的隔膜，能有效地延長電池的貯存期；

e、密封膠塞設置了安全防爆結構，防止電池因不正當使用而可能產生的電池爆炸。